Question

【題目】（1）鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血?jiǎng)┑�。�?xiě)出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式___。腐蝕銅板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的濃度均為0.10mol/L，請(qǐng)參照下表給出的數(shù)據(jù)和藥品，簡(jiǎn)述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的實(shí)驗(yàn)步驟___。

	氫氧化物開(kāi)始沉淀時(shí)的pH	氫氧化物沉淀完全時(shí)的pH
Fe3+ Fe2+ Cu2+	1.9 7.0 4.7	3.2 9.0 6.7
提供的藥品：Cl2 濃H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu

（2）間接電化學(xué)法可對(duì)大氣污染物NO進(jìn)行無(wú)害化處理，其工作原理如圖所示，質(zhì)子膜允許H+和H2O通過(guò)。電極Ⅰ為___極，電極反應(yīng)式為___，吸收塔中的反應(yīng)為____，每處理1molNO，可同時(shí)得到___gO2。

（3）“重油-氧氣-熔融碳酸鈉”燃料電池裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（______）

A.O2在b極得電子，最終被還原為CO32-

B.放電過(guò)程中，電子由電極a經(jīng)導(dǎo)線流向電極b

C.該電池工作時(shí)，CO32-經(jīng)“交換膜2”移向b極

D.H2參與的電極反應(yīng)為H2-2e-+CO32-=H2O+CO2

Answer 1

【答案】2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ ①通入足量氯氣將Fe2+氧化成Fe3+；②加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.2﹣4.7；③過(guò)濾（除去Fe（OH）3） 陰 2HSO3-+2e-+2H+═S2O42-+2H2O 2NO+2S2O42-++2H2O=N2+4HSO3- 16 C

【解析】

(1)Fe3+有強(qiáng)氧化性，能把金屬銅氧化成銅離子；先將Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+；再根據(jù)圖表?xiàng)l件溶液的pH值，三價(jià)鐵離子沉淀完全后，進(jìn)行過(guò)濾即可；

(2)電極I為陰極，則電極Ⅱ?yàn)殛?yáng)極，電解池中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，HSO3-在電極I上轉(zhuǎn)化未S2O42-，過(guò)程中S的化合價(jià)降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，則電極I為陰極；吸收塔中通入NO和S2O42-離子反應(yīng)，生成N2和HSO3-，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)方程式；處理NO時(shí)，產(chǎn)生HSO3-進(jìn)入電解池，O2逸出電解池，S2O42-流出電解池，據(jù)此計(jì)算電解池的質(zhì)量變化；

(3)燃料電池通O2的極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，燃料在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)；原電池工作時(shí)電子沿導(dǎo)線流向正極，電池內(nèi)部陰離子向負(fù)極移動(dòng)。

(1)Fe3+有強(qiáng)氧化性，能把金屬銅氧化成銅離子，自身被還原成 Fe2+，反應(yīng)方程式為2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；根據(jù)圖表知，Fe3+沉淀需要的PH值較小，與銅離子沉淀時(shí)的PH值相差較大，所以首先將二價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵離子，選取的試劑不能引進(jìn)新的雜質(zhì)離子，所以選取氯氣 作氧化劑；然后加熱氧化銅除去氯氣溶解生成的鹽酸，在PH值3.2時(shí)三價(jià)鐵離子完全沉淀，PH值4.7時(shí)銅離子開(kāi)始沉淀，所以調(diào)節(jié)溶液的PH值至3.2-4.7；然后通過(guò)過(guò)濾除去生成的沉淀；

(2)HSO3-在電極I上轉(zhuǎn)化未S2O42-，過(guò)程中S的化合價(jià)降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，則電極I為陰極，電極反應(yīng)為：2HSO3-+2e-+2H+═S2O42-+2H2O；吸收塔中通入NO和S2O42-離子反應(yīng)，生成N2和HSO3-，所以反應(yīng)方程式為：2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-；電極Ⅱ?yàn)殛?yáng)極，H2O在電極Ⅱ上被轉(zhuǎn)化為O2，發(fā)生電極反應(yīng)：2H2O-4e-═O2↑+4H+，每處理1molNO，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1mol×2=2mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則產(chǎn)生O2的物質(zhì)的量為2mol×=0.5mol，質(zhì)量為0.5mol×32g/mol=16g；

(3)A．氧氣一極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，所以O2在b極得電子，最終被還原為CO32-，故A正確；

B．原電池中電子沿導(dǎo)線流向正極，所以放電過(guò)程中，電子由電極a經(jīng)導(dǎo)線流向電極b，故B正確；

C．原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以CO32-經(jīng)“交換膜2”移向a極，故C錯(cuò)誤；

D．負(fù)極氫氣發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：H2-2e-+CO32-═H2O+CO2，故D正確；

故答案為C。